8º anoPercurso edumaterial
O que vais aprender
- Calcular energia em kWh com potência e tempo declarados.
- Avaliar comparações de consumo mantendo função e condições.
Antes de começar
- Converter W em kW e minutos em horas.
A ideia central
Potência indica a taxa de transferência de energia, enquanto consumo acumula energia durante um intervalo. No modelo de potência constante, energia em kWh = potência em kW × tempo em horas. Um quilowatt corresponde a mil watts. Não usamos W como unidade da energia acumulada.
Comparar aparelhos apenas pela potência pode produzir erro. Um aparelho menos potente usado por mais tempo pode consumir mais energia no intervalo. Também é preciso comparar a mesma função: iluminar uma sala e aquecer água não são tarefas equivalentes apenas porque usam eletricidade.
Os exemplos têm dados fictícios e potência constante. Aparelhos reais podem variar o funcionamento durante o uso. Um cálculo do modelo precisa declarar esse limite, incluir o tempo total e conservar unidades. A lição não orienta abrir aparelhos ou mexer em instalações elétricas.
- Quilowatt-hora
- Unidade de energia correspondente a potência de 1 kW mantida por 1 hora; não é unidade de potência.
Como analisar e conferir
- Converta a potência para kW e o tempo para horas.
- Multiplique e confira a unidade de energia.
- Para comparar, declare a função, o intervalo e os limites do modelo.
Exemplo resolvido
Dois modelos de iluminação da mesma sala cumprem a mesma função. Um usa 40 W por 5 horas e outro 25 W por 8 horas. Qual tem maior consumo nesse intervalo?
- 40 W = 0,040 kW; 25 W = 0,025 kW.
- Os consumos são 0,040 × 5 = 0,20 kWh e 0,025 × 8 = 0,20 kWh.
- A menor potência foi compensada pelo maior tempo de uso.
Os dois consomem 0,20 kWh nesse modelo; menor potência não garantiu menor energia acumulada.
Um erro para investigar
Um aparelho de menor potência consome menos energia em qualquer comparação.
É necessário considerar tempo e função.
Potência é taxa, enquanto energia consumida depende do intervalo de uso.
- Converta unidades antes de calcular.
- Uma comparação justa considera função e tempo.
Verifica agora
Dois modelos de iluminação cumprem a mesma função: A usa 60 W por 3 horas e B usa 30 W por 8 horas. Compare o consumo e explique por que menor potência não decidiu o resultado.
Ver solução explicada
Resposta: Critérios: responder a todas as partes pedidas, preservando fatos, condições e unidades do modelo abaixo; aceitam-se redações equivalentes. Modelo: A consome 0,060 × 3 = 0,18 kWh; B consome 0,030 × 8 = 0,24 kWh. O maior tempo de B compensou sua menor potência.
A energia é o produto de potência e tempo, e não apenas o valor de potência.
Um modelo de 200 W funciona por 30 minutos. Um aluno multiplica 200 por 30 e escreve 6.000 kWh. Corrija o cálculo explicando as duas conversões.
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Resposta: Critérios: responder a todas as partes pedidas, preservando fatos, condições e unidades do modelo abaixo; aceitam-se redações equivalentes. Modelo: 200 W = 0,200 kW e 30 minutos = 0,5 hora. A energia é 0,200 × 0,5 = 0,10 kWh.
Usar watts e minutos diretamente não produz a unidade kWh.
Um ventilador e um aquecedor têm consumos diferentes num registro. O relatório afirma que trocar um pelo outro economiza energia mantendo a mesma tarefa. Que condição da comparação precisa ser revista?
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Resposta: Critérios: responder a todas as partes pedidas, preservando fatos, condições e unidades do modelo abaixo; aceitam-se redações equivalentes. Modelo: É preciso verificar a função: ventilar e aquecer não são automaticamente a mesma tarefa. Consumos diferentes não comprovam substituição equivalente.
Economia útil deve preservar o serviço que se quer comparar.
Um modelo de 100 W fica ligado por 4 horas ao dia durante 5 dias. Calcule o consumo total e indique por que o resultado não mede diretamente um aparelho real de potência variável.
Ver solução explicada
Resposta: Critérios: responder a todas as partes pedidas, preservando fatos, condições e unidades do modelo abaixo; aceitam-se redações equivalentes. Modelo: São 20 horas e 0,100 × 20 = 2,0 kWh. O cálculo supõe potência constante; um aparelho real variável precisaria de registro de funcionamento ou energia.
O produto é válido sob a condição declarada e não substitui medição de outro regime de uso.
Alinhamento curricular e fontes
- 8º ano, EF08CI04 e recorte de EF08CI05, p. impressa 349. Dados fictícios de potência constante. · Base Nacional Comum Curricular